Desde las primeras hasta hoy, las estaciones depuradoras de agua residual (EDAR) se han tenido que adaptar a requisitos funcionales cada vez más exigentes. Hasta prácticamente finales del siglo pasado, la mayoría de EDAR fueron construidas con un único objetivo, que el agua tratada cumpliera con las exigencias de calidad impuestas por la normativa vigente. A finales del siglo pasado, se inicia un período marcado por una normativa cada vez más estricta, no solo en la calidad de las aguas tratadas, sino en las penalizaciones por incumplimientos. Esto trae consigo que las EDAR vean en la automatización y el control una solución para mejorar su robustez operacional y a la vez reducir el consumo energético. Es precisamente, durante este período, que las instalaciones de depuración, sobre todo las grandes, experimentan un despliegue notable tanto en instrumentación en línea como en sistemas de control automático más sofisticados. De esta forma, las EDAR se vuelven más autónomas y comienzan a advertir en la digitalización una tecnología indispensable. Esto último, se hace aún más evidente en la actualidad, una vez que las EDAR han aceptado el reto de convertirse en instalaciones energéticamente neutras y orientadas a extraer del agua residual recursos de valor.
Las EDAR que tengamos dentro de una década serán en buena medida consecuencia de cómo abordemos hoy la digitalización de estas instalaciones
Dicho esto, hay que hacer notar que las EDAR son sistemas complejos constituidos por múltiples unidades de tratamiento que interaccionan entre sí, y donde intervienen fenómenos de naturaleza física, química y biológica. Además, las EDAR presentan tres características que hacen que su operación sea una tarea ciertamente exigente. Por un lado, tienen un comportamiento no lineal muy marcado y, por tanto, el efecto de las variables de operación no puede interpretarse de manera individual. Por otro, presentan mucha incertidumbre, sobre todo en las unidades de tratamiento biológico, donde las reacciones biológicas se ven alteradas por la temperatura, la entrada de sustancias inhibitorias, etc. En tercer lugar, las EDAR son sistemas sometidos a perturbaciones permanentes causadas por la propia variabilidad del agua residual a tratar. La manera de gestionar dichas perturbaciones tiene una implicación directa en los costes operacionales. Por tanto, ante unas perspectivas presentes y futuras de creciente complejidad de las EDAR, no parece factible optimizar todos sus objetivos funcionales (calidad del vertido, consumo energético, consumo de reactivos, producción de metano, recuperación de nutrientes, reutilización, etc.) sin explotar el inmenso potencial de las tecnologías digitales actuales para almacenar, procesar e inferir conocimiento a partir de los datos.
Las EDAR que tengamos dentro de una década serán en buena medida consecuencia de cómo abordemos hoy la digitalización de estas instalaciones. Por ello, es preciso que la digitalización sea incluida de forma explícita y con una visión global en todas las remodelaciones y en todas las nuevas EDAR que están por venir. Además, para la implantación de herramientas como gemelos digitales, sistemas de recomendación, agentes de aprendizaje por refuerzo, sistemas de detección de anomalías, etc., será primordial conseguir que, expertos con un conocimiento profundo de la depuración, se entiendan a la perfección y colaboren con los especialistas en inteligencia artificial (IA). Por otro lado, habrá que asegurar primero que los sensores y las fuentes de datos disponibles son suficientes en calidad y cantidad. Además, tanto los sistemas de control avanzado como los de bajo nivel tendrán que estar correctamente sintonizados para maximizar sus prestaciones. Asimismo, los equipos de actuaciones deberán ser los adecuados para que las decisiones operacionales establecidas desde las capas superiores de inteligencia se ejecuten eficazmente. En definitiva, repensar y dar respuesta a todas estas cuestiones será determinante en la consecución de una IA que, más allá del revuelo actual, perdure en el tiempo y resulte imprescindible para operar las EDAR del futuro.